一种矿用气源发电智能设备的制作方法

1.本发明涉及矿用电源技术领域，特别涉及一种矿用气源发电智能设备。


背景技术：

2.目前，当前矿井下通讯设备、照明设备、应急电源、各区域视频设备、制氧设备等需要不同电压等级的后备电源，而且一些小功率的用电设备，也需要供电电源。一般通过蓄电池获得电能，当蓄电池电量耗尽时，需要带到地面进行充电，非常不便。
3.虽然市面上已有发电设备，并非完全适用于井下，比如柴油发电机或汽油发电机，一是燃料需要运输到井下、二是发电时会对井下环境造成一定污染；也不能满足井下高安全性、高可靠性、高自动化程度、长后备延时的要求。
4.因此，井下迫切需要一种新型的发电机组，以解决由传统发电设备带来的不安全性问题，或避免该类问题的产生。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种矿用气源发电智能设备，该设备利用矿井下的气源，由风能转化为电能储存，可解决传统发电设备带来的不安全性问题。
6.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
7.本发明实施例提供一种矿用气源发电智能设备，包括：壳体、安装于壳体内部的气动马达、发电机及蓄电池；
8.所述壳体上设有气源的进气口、排气口和供电口；所述气源的进气口通过进气道与所述气动马达的进气孔连通；所述气动马达的出气孔通过出气道与所述排气口连通；
9.所述气动马达驱动连接所述发电机；所述发电机与所述蓄电池连接，所述蓄电池储存由发电机输出的电能，所述蓄电池与所述供电口连接。
10.进一步地，所述壳体内还设有控制器，壳体表面具有与所述控制器连接的触摸屏；
11.所述进气道安装有电磁阀；所述控制器与所述电磁阀控制连接，接收所述触摸屏的触控指令，控制所述电磁阀的启闭。
12.进一步地，所述控制器通过检测电路与所述蓄电池连接，用于获取所述蓄电池的温度和储电量数据，并展示在触摸屏上。
13.进一步地，所述控制器为plc控制器或单片机。
14.进一步地，所述控制器还设有：无线通信模块；所述控制器通过无线通信方式与移动终端连接。
15.进一步地，所述无线通信模块，包括下述一项或多项：
16.wifi模块、公众移动通信网通信模块、蓝牙模块、近场通信模。
17.进一步地，在所述出气道上安装第一三通电磁阀；所述第一三通电磁阀的第一端与所述出气孔连通，第二端与所述排气口连通，
18.所述壳体上还设有进水口和排水口，所述进水口与排水口通过喷雾管道连通；所述喷雾管道上安装有第二三通电磁阀；所述第二三通电磁阀的第一端与所述进水口连通，第二端与所述排水口连通；
19.其中，所述第一三通电磁阀的第三端与所述第二三通电磁阀的第三端连通；
20.所述控制器分别与所述第一三通电磁阀和第二三通电磁阀控制连接。
21.进一步地，在所述出气孔与所述第一三通电磁阀之间的管路上还安装有第一变送器；所述第一变送器与所述控制器连接。
22.进一步地，在所述进水口与所述第二三通电磁阀之间的管路上还安装有第二变送器；所述第二变送器与所述控制器连接。
23.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
24.本发明实施例提供的一种矿用气源发电智能设备，包括：壳体、安装于壳体内部的气动马达、发电机及蓄电池；所述壳体上设有气源的进气口、排气口和供电口；所述气源的进气口通过进气道与所述气动马达的进气孔连通；所述气动马达的出气孔通过出气道与所述排气口连通；所述气动马达驱动连接所述发电机；所述发电机与所述蓄电池连接，所述蓄电池储存由发电机输出的电能，所述蓄电池与所述供电口连接。该设备利用矿井下现有的压缩空气这种气源的风力，经过气动马达，驱动发电机做功，将风能转化成电能储存到蓄电池中，而经过气动马达出来的气还可以再次利用，不会产生任何浪费；也无需更改井下设施，即插即用，不产生任何污染，可解决传统发电设备带来的不安全性问题，给矿井下一些设备提供安全可靠的电源。
附图说明
25.图1为本发明实施例提供的矿用气源发电智能设备结构图。
26.图2为本发明实施例提供的矿用气源发电智能设备立体图。
27.图3为本发明实施例提供的另一矿用气源发电智能设备结构图。
28.附图中，1-壳体、2-气动马达、3-发电机、4-蓄电池、5-控制器、6-触摸屏、7-电磁阀、8-第一变送器、9-第一三通电磁阀、10-第二三通电磁阀、11-进气口、12-排气口、13-供电口、14-进水口、15-排水口、21-进气孔、22-出气孔、23-第二变送器。
具体实施方式
29.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接
相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.本发明涉及利用矿井下的压缩空气，所有的矿井下都具有固定的气源，由地面压缩后输送下去，主要为矿井下的工作人员提供安全可靠的压缩空气，才能保证旷工正常作业。
33.实施例1：
34.基于此，参照图1-2所示，本发明实施例提供一种矿用气源发电智能设备，包括：壳体1、安装于壳体内部的气动马达2、发电机3及蓄电池4；
35.其中，壳体1上设有气源的进气口11、排气口12和供电口13；气源的进气口11通过进气道与气动马达2的进气孔21连通；气动马达2的出气孔22通过出气道与排气口12连通；
36.气动马达2驱动连接发电机3；发电机3通过稳压电路与蓄电池4连接，蓄电池4储存由发电机3输出的电能，蓄电池4与通过供电电路与供电口13连接，比如可以提供6v或12v电源。
37.该设备利用矿井下现有的压缩空气这种气源的风力，经过气动马达，驱动发电机做功，将风能转化成电能储存到蓄电池中，而经过气动马达出来的气还可以再次利用，不会产生任何浪费；也无需更改井下设施，即插即用，不产生任何污染，可解决传统发电设备带来的不安全性问题，给矿井下一些设备提供安全可靠的电源。
38.在一个实施例中，上述壳体1内还设有控制器5，如图2所示，壳体1表面具有与控制器连接的触摸屏6；在进气道安装有电磁阀7；控制器5与电磁阀7控制连接，并接收触摸屏6的触控指令，控制电磁阀的启闭以及阀门开度。
39.该控制器可以选择plc控制器或单片机。plc控制器是可编程逻辑控制器(programmable logic controller，plc)，一种具有微处理机的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器。plc控制器可以将上述电磁阀的开度的控制指令加载在内存内储存与执行。
40.同样单片机也可以通过触摸屏接收控制指令，控制指令也是需提前预存在单片机中。
41.比如在实际中，可将气源的压力与电磁阀开度的映射关系写入控制中，可采用单向电磁阀，以气源压力3kg为例，单向电磁阀开启一半，启动马达为1500转/分钟，发电机为100w，蓄电池可为铅酸电池、锂电池、镍镉电池等，容量可为10000ah；优选安全系数较高的可充电电池即可。
42.另外，在控制器与蓄电池之间还连接有检测电路，可检测蓄电池的温度和储电量数据，该数据也可以展示在触摸屏上，供管理人员清楚的了解蓄电池的电量，比如当电池的储电量已达饱和状态，控制器可自动控制电磁阀关闭，停止发电，保护电池提高电池的可用寿命。
43.为了提高其智能化水平，该设备还具有与控制器连接的无线通信模块，实现控制器通过无线通信方式与移动终端连接。该无线通信模块，包括下述一项或多项：wifi模块、公众移动通信网通信模块、蓝牙模块和近场通信模。
44.该控制器通过无线通信模块，可接收移动终端(比如手机)的控制指令，也可以反馈实时工作状态相关参数到移动终端。可以实现远程对气源开度的控制、充电的时间、充电
频次的控制，适用矿井下生产情况的实际需要。其中，公众移动通信网通信模块可以是各种制式的2g、3g、4g、5g通信模块，近场通信模块可以是nfc(near field communication)模块等。
45.本实施例中，为了了解气动马达出气孔流出的气体相关参数，可在出气孔的出气道上安装第一变送器8，该第一变送器8与控制器5连接，第一变送器的作用是检测出气道比如温度、流量、压力等参数，以特定的信号形式传送出去，以便控制器对电磁阀进行调节，也可控制触摸屏显示相关参数。
46.进一步地，如图2所示，在壳体上方还设有两个把手，便于移动、吊装。在壳体1的底部还设有4个支架，靠近4个角布置，可采用伸缩结构，当使用环境地面不平整时，可通过调整相应支架的高度，保证设备处于水平状态。从排气口排出的气体还可以接入比如气水喷雾设备、风门气控装置，以及任何需要气源的地方。
47.实施例2：
48.在上述实施例1的基础上，参照图2-3，还提供一种矿用气源发电智能设备，在实施例1的基础上增加了喷雾部件。其中，在壳体1上还设有进水口14和排水口15，进水口14与排水口15通过喷雾管道连通。
49.在出气道上安装第一三通电磁阀9；第一三通电磁阀9的第一端与出气孔22连通，第二端与排气口12连通，
50.在喷雾管道上安装有第二三通电磁阀10；第二三通电磁阀10的第一端与进水口14连通，第二端与排水口15连通；
51.其中，第一三通电磁阀9的第三端与第二三通电磁阀10的第三端连通；控制器5分别与第一三通电磁阀9和第二三通电磁阀控制10连接。通过将出气道的气体混入喷雾管道的水源，由排水口15排出，比如可在排水口处安装多个碰头，实现气水喷雾，还可以通过管道接入任何需要用水的设备或地方。
52.在具体实施例实施时，比如在出气孔22与第一三通电磁阀9之间的管路上还安装有第一变送器8；在进水口14与第二三通电磁阀10之间的管路上还安装有第二变送器23；该第二变送器23与控制器5连接，用于获取水流管道内的温度、流量、液位、压力等参数，并传递到控制器，以供控制器进行决策。
53.该矿用气源发电智能设备在发电的同时，还可以当做气水喷雾设备使用；通过触摸屏选择开启指令，控制器相应的控制单向控制阀开启，控制第一三通电磁阀的第二端关闭、第三端开启，控制第二三通电磁阀的第一、第二、第三端均开启；实现将气动马达的排气注入水流管道，混合气水从排水口流出，当外接喷头时，可实现气水喷雾，降低粉尘污染，净化空气。也可外接其他需要气水混合的设备或地方。另外，控制器还可以通过稳压电路、检测电路实时监控蓄电池的状态，并通过第一变送器、第二变送器实时了解管道的相关参数，基于上述蓄电池的状态、管道的相关参数，动态调整各个阀门的开度及启闭，还可以通过触控屏获取当前的作业选择指令。进一步地，也可通过无线通信获取移动终端的控制指令。
54.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其
等效物界定。